1 / 4 環境モデリング定期試験（2014 年 2 月 5 日）１．以下の単位換算を，表１を参考に行いなさい。ただし，1kcal=4.186kJ である。 1) 大気中の音速（15℃，乾燥空気） 340.3m/s = 2) 熱伝達係数 km/h 1 kJ/( m2 s K)= W/(m2 K) 3)空気の比熱 1.005 kJ/(kgK）＝ kcal/(kgK) 表１ Pa J W m-1 kg s-2 m2 kg s-2 m2 kg s-3 N m-2 Pa m3 J s-1 ２．重量含水率 99％の下水汚泥 1 トン（1000kg）を脱水したところ，含水固形分率は 80％となった。このとき，脱水汚泥（脱水後）の重量はいくらか。図脱水前水１を用いて図解（脱水前後の図を描き，数値を入れる）しなさい。脱水後図１３．ある選別施設において，ある物質の選別を行う。投入物の内訳は目的物 X，異物 X（いずれも質量）である。目的物 X の除去率（ゼロにしたいが除かれてしまう）を α，異物 Y の除去率を β とするとき， (1)回収物の量を X，Y，α，β で表しなさい。目的物X 異物Y 選別施設回収物除去 α（Xの除去率） β（Yの除去率）図２ (2)投入物中，目的物量に対する異物量をｚ（つまり目的物量１に対し異物量ｚ）とするとき，除去量はどのように表されるか。 2 / 4 ４．図３のような，流体の微小部分を考える。図断面積 A［m2] 中の記号を用い，式で表しなさい。ただし，x 方向の位置を示すためC(x)，C(x+dx)などとするが，微小部分内には添え字なしでCとする。 x= x x+dx 流体の流速 v[m/s] 密度ρ[kg/m3] 単位を添えること。汚染物質濃度 C[mg/m3] dx (1)微小部分への流体(媒体)の時間 dt 間の流入量図３ (2)図３の微小部分内に存在する汚染物質の質量 (3)微小部分へ流入する汚染物質のフラックス５．物質移動と熱移動には，相似則が成り立つことが多い。以下は，拡散現象についての相似則である。①～⑥内に，適当な言葉（用語）を入れなさい。（例：①運動量，②透水係数，③密度，など。注：この例は，相互に関連がない） ①～③，④～⑥はそれぞれ完全回答。物質：①①フラックス＝② × � 𝑑③③ � 𝑑𝑥 𝑑⑥⑥ 熱：④④フラックス＝⑤⑤ × � � 𝑑𝑥 ６．図 4 の槽に汚染物質が流入している。槽内では汚染物質が分解し，その速度はｒ[1/s] である（ｒ＞０）。槽内を完全混合とし，時間 dt 間の物質収支式を書きなさい。流量 Q[m3/s] 流入濃度 C0[mg/m3] 濃度 C[mg/m3] 容積 V [m3] 図４ 3 / 4 ７．平衡に関して，以下のことに答えよ。 (1)排ガスに水を噴霧し，有害ガス成分を除去する設備がある。ヘンリー定数が大きいガスは，除去しやすいか，それとも除去しにくいか。なおヘンリー則は p＝HC で表される（p ガス分圧，C 液中のガス濃度）。 (2)排ガス中有害成分を活性炭で除去するときは，吸着，脱着が同時に起こっている。このことを「平衡」ということばで説明しなさい。 (3)固液平衡に関して，固相中濃度 Cs，液相中濃度 CL とするとき， CS = 𝐾𝑝 CL が成り立つ。ある農薬の Kp が大きいとき，この農薬の残留性は高いか，低いか。８．微生物の増殖速度を表すとき，以下のモノー式が用いられる。ここで S は微生物が利用する有機物など（基質），pO2 は酸素分圧である。 µ = µmax S pO2 K S + S K O2 + pO2 ① ② (1)ある条件において「酸素濃度律速」となった。どういう条件を言うか。上式のうち「①， ②項が・・」といった説明をしなさい。 (2)酸素濃度は十分高く，基質濃度のみ考えればよいとき，上式はどう簡単化できるか。 4 / 4 9．試料の特性値を調べるとき，「試料の採取」，「分析」の両方の段階で誤差が生じる。 (1) 数回の測定を行い，標本標準偏差と平均値の比である変動係数を求めた。ただひとつの試料を繰り返し測定した時の変動係数は，の誤差を表す。適当な言葉を入れなさい。 (2) 汚染土壌中の有害物質濃度を測定するとき，「試料採取」および「採取試料の分析」の際にどのような注意が必要か。それぞれ述べなさい。 10．数種類の有害物質を含む廃液に対して，吸着材として活性炭および 2 種類の廃木材炭化物を用い，図５のような吸着実験を行った。吸着等温線を求める実験を想定し，結果をまとめる際に入力変数，出力変数，パラメータにあたるものは何かを挙げなさい。ただし，実験時間，固体と液体の比率は一定とする。カッコ内は，想定される数である。有害物質を含む液 1)入力 2)出力吸着材図５ 3)パラメータ（３つ挙げる）学生番号 SEN 氏名